【生物】光合作用(第2課時(shí))課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修一

復(fù)習(xí)鞏固綠葉中色素的提取原理？分離原理？研磨時(shí)加入SiO2、CaCO3的作用分別是什么？“制備濾紙條”和“畫濾液細(xì)線”分別注意什么？分離色素時(shí)為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？分析色素分離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果①綠葉中的4條色素帶，自上到下對應(yīng)的色素種類及顏色。②濾紙條上其中含量最多的是？溶解度最大是？③實(shí)驗(yàn)常見異常現(xiàn)象分析（白皮書115頁）6.葉綠素主要吸收______,類胡蘿卜素主要吸收_______。7.葉綠體中的色素分布在哪？光合作用有關(guān)的酶分布在哪？預(yù)習(xí)效果檢測光合作用概念和反應(yīng)式？希爾、魯賓卡門、阿爾農(nóng)、卡爾文的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)論？光反應(yīng)階段的條件、場所、物質(zhì)變化、能量變化？4.暗反應(yīng)階段的條件、場所、物質(zhì)變化、能量變化？你的疑惑？綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并釋放出O2的過程。CO2+H2O

（CH2O）+O2光能葉綠體二、光合作用的原理一、探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1.希爾實(shí)驗(yàn)

H2O+Fe3+

(1)希爾的實(shí)驗(yàn)說明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否能說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水？為什么？(2)希爾的實(shí)驗(yàn)是否能說明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？為什么？Fe2++O2+H+

希爾實(shí)驗(yàn)不能說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水,因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾,也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。希爾反應(yīng)能說明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),因?yàn)閼腋∫褐袥]有合成糖的另一種必需原料——CO2,說明水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián)。2.魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)如圖是魯賓和卡門利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖:(1)圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對分子質(zhì)量之比是多少?提示:圖中A、B物質(zhì)是氧氣,均來自反應(yīng)物中的H2O。A、B物質(zhì)分別為O2、18O2,二者的相對分子質(zhì)量之比為32∶36＝8∶9。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來自

水?。水3.阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)過程:離體葉綠體,加入ADP、Pi,給予光照。發(fā)現(xiàn)葉綠體生成ATP,且同時(shí)水光解產(chǎn)生氧氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:光照下,

水光解的同時(shí)ADP和Pi合成ATP

?。

阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)過程:離體葉綠體,在黑暗條件下,供給ATP、NADPH和CO2,發(fā)現(xiàn)離體葉綠體中有糖類生成。但在沒有ATP、NADPH供給的情況下則不能合成糖類。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:黑暗條件下,

CO2合成糖類需要ATP和NADPH

?。水光解的同時(shí)ADP和Pi合成ATP

CO2合成糖類需要ATP和NADPH

二光合作用的過程--光反應(yīng)【自主學(xué)習(xí)】時(shí)間3min閱讀課本P103：第二段和第三段，回答以下問題：1.光反應(yīng)場所：______________2.光合色素吸收的光能，有哪兩方面的用途？嘗試用反應(yīng)式表示出來。3.光反應(yīng)進(jìn)行需具備哪些條件？4.寫出上述反應(yīng)中產(chǎn)物的去向？5.通過光反應(yīng)，光能轉(zhuǎn)化為________________________________________H+ADP+PiATP酶光能O2NADPHH2O在光下分解NADP+必須有光：光反應(yīng)（類囊體薄膜）水的光解（希爾反應(yīng)）二光合作用的過程光合色素ATP的合成ATP和NADPH

中活躍的化學(xué)能光能【自主學(xué)習(xí)】時(shí)間3min閱讀課本P104：第一、二和第三段，回答以下問題：1.暗反應(yīng)場所：______________2.暗反應(yīng)分為__________和_____________兩步反應(yīng)；嘗試用反應(yīng)式表達(dá)這兩步反應(yīng)。3.暗反應(yīng)進(jìn)行需具備哪些條件？4.通過暗反應(yīng)，能量由_______________________轉(zhuǎn)化為________________二光合作用的過程--暗反應(yīng)美國的卡爾文用小球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將其裝在一個(gè)透明的密閉容器中,他向密閉容器中通入14CO2,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí),14C出現(xiàn)在一種五碳化合物(C5)和一種六碳糖(C6)中,將反應(yīng)時(shí)間縮短到0.5s時(shí),14C出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中。經(jīng)9年左右的時(shí)間,他終于弄清了光合作用中暗反應(yīng)的碳循環(huán)途徑。(1)請用符號和箭頭表示碳的轉(zhuǎn)移途徑。?(2)如果要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么,請說出可能的實(shí)驗(yàn)思路。提示:不斷縮短光照時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析,直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物,該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物。4.卡爾文實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:如果光照下突然中斷CO2供應(yīng),C3濃度急速減少而C5濃度急速增加;突然停止光照,C3濃度急速升高而C5的濃度急速降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

C3與C5之間是相互循環(huán)的?。C3與C5之間是相互循環(huán)的H+2C3CO2(CH2O)ADP+PiATP酶參與反應(yīng)的多種酶C5光能O2NADPHH2O在光下分解酶NADP+必須有光：光反應(yīng)（場所：類囊體薄膜）CO2的固定C3的還原水的光解（希爾反應(yīng)）有光無光都可：暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）（場所：葉綠體基質(zhì)）二、光合作用的過程光合色素ATP的合成ATP和NADPH

中活躍的化學(xué)能光能

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光能H2O①②③⑥⑦④⑤CO2固定還原多種酶參加催化（CH2O)水在光下的分解光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段O2NADPHATPC5C3ADP+PiNADP+二、光合作用的過程

課本P106當(dāng)堂鞏固光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場所物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化

聯(lián)系光、色素、酶、有光無光均可、酶葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP、NADPH的合成CO2的固定；C3的還原；ATP、NADPH的分解ATP和NADPH

中活躍的化學(xué)能光能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能①物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+

。②能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH和ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為暗反應(yīng)階段儲存在有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。(1)光合作用過程可以分為兩個(gè)階段：②表示______階段，③表示________階段。(2)圖中表示CO2固定過程的序號是________。(3)寫出圖中所示物質(zhì)，B：________；C:________。(4)②階段為③階段提供________和________。(5)經(jīng)過②和③階段，A最終轉(zhuǎn)化成儲存在________(用圖中字母表示)中的化學(xué)能。5．改變?nèi)驓夂蜃兣闹饕胧┦菧p少CO2等溫室氣體的排放；植樹造林，利用植物的光合作用吸收過多的CO2等。下圖是光合作用過程的圖解，請據(jù)圖回答下列問題：光反應(yīng)暗反應(yīng)④O2FATPATPNADPH二、光合作用的原理1.寫出光合作用總反應(yīng)式，并標(biāo)明O元素的轉(zhuǎn)移途徑。2.若用放射性同位素14C標(biāo)記CO2，請寫出光合作用過程中14C轉(zhuǎn)移途徑。3.若為一株綠色植物提供放射性同位素標(biāo)記的H218O，綜合考慮光合作用和呼吸作用，則能在哪些物質(zhì)中檢測到18O？試用反應(yīng)式表示。

【探究活動一】有氧呼吸第三階段H218O有氧呼吸第二階段C18O2(CH218O)暗反應(yīng)H218O光反應(yīng)

18O2二、光合作用的原理4.若突然停止光照，CO2供應(yīng)正常，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5含量會發(fā)生怎樣的變化？

【探究活動二】

光照停止（或減弱）NADPH和ATP

合成減少C3生成速率不變C3消耗速率減慢C3含量增加

光照停止（或減弱）

NADPH和ATP

合成減少

C5生成速率減慢

C5消耗速率不變C5含量減少二、光合作用的原理5.夏季中午，部分氣孔關(guān)閉后，會導(dǎo)致CO2供應(yīng)不足，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5含量會發(fā)生怎樣的變化？

【探究活動二】CO2供應(yīng)

不足C3生成速率減慢

C3含量減少

光照強(qiáng)度不變C3消耗速率不變

CO2供應(yīng)

不足

C5消耗速率減慢

C5含量增加

光照強(qiáng)度不變C5生成速率不變改變條件對光合作用物質(zhì)含量變化的影響ATP和NADPH三碳化合物五碳化合物有機(jī)物突然停止光照突然增加光照突然停止CO2供應(yīng)突然增加CO2供應(yīng)下降下降下降下降下降下降下降下降上升上升上升上升上升上升上升上升【情境資料拓展】C4植物

在甘蔗、玉米等植物的葉肉細(xì)胞中，葉綠體固定CO2的最初產(chǎn)物是含4個(gè)碳的草酰乙酸，然后轉(zhuǎn)化為蘋果酸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中釋放CO2（簡稱C4途徑），再進(jìn)行卡爾文循環(huán)（C3途徑）。C4途徑起到CO2泵的作用，提高了C4植物利用CO2的能力。思考：1.若要追蹤碳元素進(jìn)入C4植物后的轉(zhuǎn)移途徑，采用的方法是_________________。2.甘蔗、玉米等植物中CO2固定形成的產(chǎn)物是什么？3.若用放射性同位素14C標(biāo)記大氣中CO2，則在C4植物中14C的轉(zhuǎn)移途徑是什么？同位素標(biāo)記法CO2首先進(jìn)入葉肉細(xì)胞的葉綠體中，經(jīng)固定形成初步產(chǎn)物C4，C4進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞中釋放CO2，CO2再進(jìn)行卡爾文循環(huán)，固定形成三碳化合物。14CO214C414C314CO214C5(14CH2O)【情境資料拓展】C4植物

在甘蔗、玉米等植物的葉肉細(xì)胞中，葉綠體固定CO2的最初產(chǎn)物是含4個(gè)碳的草酰乙酸，然后轉(zhuǎn)化為蘋果酸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的葉